三自由度地面仿形车辆制造技术

本发明专利技术属于农用车辆底盘技术领域，公开了一种三自由度地面仿形车辆，特别涉及非道路作业车辆地面仿形行走技术范畴；两组纵向仿形机构依据给定的后轮轮距以车身中垂面左右对称布置，一组横向仿形机构依据给定的车辆轴距前置，共用同一车身，双前轮转向，四个后轮驱动，形成三自由度地面仿形车辆；两组纵向仿形机构独立对地面纵向仿形，横向仿形机构对横向波动地面仿形，车辆具备三自由度地面仿形性能，在适应复杂地面条件下具备车身稳定性能，实现丘陵、坡地非道路地面仿形行走、作业。作业。作业。

【技术实现步骤摘要】
三自由度地面仿形车辆


[0001]本专利技术涉及一种三自由度地面仿形车辆，属于农用车辆底盘
，特别涉及非道路作业车辆地面仿形行走技术范畴。

技术介绍

[0002]我国适宜农牧业发展的丘陵约有100万平方公里，占全国总面积的十分之一，丘陵山区是我国粮食和特色农产品的重要生产基地，适合各种经济树木和果树的栽培生长，对发展多种经济十分有利；丘陵山区地面落差大、平整度差，属于典型非道路地面，机械化水平较低，发展也比较缓慢。
[0003]针对丘陵、坡地等非道路地面复杂路况，作业车辆需要驱动力强，具有较好的操纵性和机动性、较高的坡地作业稳定性和通过性；车辆在丘陵山区行驶、田间作业，为提高地形适应性以及驱动轮胎附着力，需要具备全时多轮驱动、多自由度地面仿形能力；研究地面仿形行走技术，提高多轮驱动对复杂地面的适应性能，使车辆具备较大的附着力和承载能力，实现丘陵、坡地非道路地面仿形行走、作业，以便提高丘陵山区机械化水平。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的是要提供一种三自由度地面仿形车辆，由一组横向仿形机构对横向波动地面仿形，两组纵向仿形机构独立对纵向波动地面仿形，使车辆在适应复杂地面条件下具备车身稳定性能，实现丘陵、坡地非道路地面仿形行走、作业。
[0005]为了达到本专利技术目的所采取的技术方案包括：三自由度地面仿形车辆由一组横向仿形机构和两组纵向仿形机构组成；
[0006]横向仿形机构包括：车身(10)、下摆杆(11)、转向节主轴(12)、上摆杆(13)依次顺序转动连接，各转动连接点A、B、C、D处转动轴线均垂直于车身横垂面，形成具有同一相对运动平面的平行四边形闭式运动链ABCD，转向节(14)与转向节主轴(12)绕其轴线BC转动连接，转向节(14)联接前轮(15)并控制其方向，前轮(15)绕其轴线相对转向节(14)转动、前轮与转向节(14)共同绕转向节主轴(12)的轴线BC摆动，形成一组前轮定位机构；两组相同的前轮定位机构依据给定的前轮轮距以车身中垂面左右对称布置、共用同一车身，前减震器(16)两端分别与左、右侧前轮定位机构中下摆杆(11)转动连接，两连接点E、F位于两下摆杆的上侧、保持前减震器处于受压状态工作，两连接点E、F关于车身中垂面对称、且两连接点处转动轴线均垂直于车身横垂面；转向臂(17)连接点呈等腰三角形布置，转向臂(17)上等腰三角形顶点O与车身(10)在车身水平面转动连接、转动轴线位于车身中垂面内，转向臂(17)上等腰三角形底边两端点P、Q由球铰链各自连接一个连杆(18)，两等长连杆(18)另一端分别与左、右侧前轮定位机构中转向节(14)球铰链连接，两连接点G、H关于车身中垂面对称，设置约束条件为：当转向臂上等腰三角形底边垂直于车身中垂面时，左侧连杆与下摆杆在车身横垂面投影平行、并且投影长度相等，右侧连杆与下摆杆在车身横垂面投影平行、并且投影长度相等，形成横向仿形机构；
[0007]其中：横向仿形机构通过横向波动地面时，地面高度差导致两前轮相对车身运动，实现一个自由度地面横向仿形，车身保持横向稳定；由平行四边形闭式运动链ABCD、保持两转向节主轴平动，同时连杆与下摆杆在车身横垂面投影平行、且投影长度相等条件下，地面横向仿形运动与车辆转向运动相互独立。
[0008]纵向仿形机构包括：两个相同的支撑杆(21)在其中部分别与车身(10)同轴线转动连接、转动轴线L垂直于车身中垂面，两支撑杆(21)下端分别与两个相同的后轮(22)转动连接，后减震器(23)两端分别与两支撑杆(21)上端转动连接、保持后减震器处于受压状态工作，两支撑杆(21)和两个后轮(22)以过车身处转动轴线L的后减震器(23)中位面M对称，阻尼器(24)一端与车身(10)转动连接、另一端与一个支撑杆(21)转动连接，各连接点处转动轴线均垂直于车身中垂面，形成纵向仿形机构；
[0009]其中：纵向仿形机构通过纵向波动地面时，地面高度差导致两后轮相对车身运动，两支撑杆和两个后轮以及后减震器共同绕同一轴线L相对车身转动，阻尼器约束该转动，实现一个自由度地面纵向仿形，车身保持纵向稳定。
[0010]两组几何参数、性能参数相同的纵向仿形机构，依据给定的后轮轮距以车身中垂面左右对称布置、共用同一车身，一组横向仿形机构依据给定的车辆轴距在同一车身上前置，双前轮转向，四个后轮驱动、或者全轮驱动，形成三自由度地面仿形车辆。
[0011]上述的横向仿形机构中：球铰链选用杆端关节轴承、或者向心关节轴承，在同一连杆上两端所选用的杆端关节轴承、或者向心关节轴承内孔轴线垂直交错使用，以便获得更大的地面横向仿形量。
[0012]上述的横向仿形机构中：前减震器两端分别与左、右侧前轮定位机构中上摆杆转动连接，两连接点位于两上摆杆的上侧、保持前减震器处于受压状态工作，两连接点关于车身中垂面对称、且两连接点处转动轴线均垂直于车身横垂面，便于将转向臂和两连杆布置在上、下摆杆之间。
[0013]本专利技术的有益效果在于，所提出的一种三自由度地面仿形车辆，由一组横向仿形机构对横向波动地面仿形，两组纵向仿形机构独立对纵向波动地面仿形，提高了多轮驱动对复杂地面的适应性能，车辆具备较大的附着力和承载能力，在适应复杂地面条件下具备车身稳定性能，实现丘陵、坡地非道路地面仿形行走、作业。
附图说明
[0014]图1为横向仿形机构仿形原理图；
[0015]图2为横向仿形机构转向原理图；
[0016]图3为横向仿形机构组成原理图；
[0017]图4为纵向仿形机构组成原理图；
[0018]图5为三自由度地面仿形车辆组成原理图；
[0019]图6为三自由度地面仿形车辆转向原理图；
[0020]图中：10
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车身，11
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下摆杆，12
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转向节主轴，13
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上摆杆，14
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转向节，15
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前轮，16
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前减震器，17
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转向臂，18
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连杆，21
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支撑杆，22
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后轮，23
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后减震器，24
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阻尼器。
具体实施方式
[0021]下面根据附图对本专利技术的实施例进行描述：
[0022]三自由度地面仿形车辆由一组横向仿形机构和两组纵向仿形机构组成(如图5所示)；
[0023]图3所示的横向仿形机构组成原理图，横向仿形机构包括：车身(10)、下摆杆(11)、转向节主轴(12)、上摆杆(13)依次顺序转动连接，各转动连接点A、B、C、D处转动轴线均垂直于车身横垂面，形成具有同一相对运动平面的平行四边形闭式运动链ABCD，转向节(14)与转向节主轴(12)绕其轴线BC转动连接，转向节(14)联接前轮(15)并控制其方向，前轮(15)绕其轴线相对转向节(14)转动、前轮与转向节(14)共同绕转向节主轴(12)的轴线BC摆动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.三自由度地面仿形车辆，由一组横向仿形机构和两组纵向仿形机构组成，其特征在于：所述的横向仿形机构包括：车身、下摆杆、转向节主轴、上摆杆依次顺序转动连接，各转动连接点A、B、C、D处转动轴线均垂直于车身横垂面，形成具有同一相对运动平面的平行四边形闭式运动链ABCD，转向节与转向节主轴绕其轴线BC转动连接，转向节联接前轮并控制其方向，前轮绕其轴线相对转向节转动、前轮与转向节共同绕转向节主轴的轴线BC摆动，形成一组前轮定位机构；两组相同的前轮定位机构依据给定的前轮轮距以车身中垂面左右对称布置、共用同一车身，前减震器两端分别与左、右侧前轮定位机构中下摆杆转动连接，两连接点位于两下摆杆的上侧、保持前减震器处于受压状态工作，两连接点关于车身中垂面对称、且两连接点处转动轴线均垂直于车身横垂面；转向臂连接点呈等腰三角形布置，转向臂上等腰三角形顶点与车身在车身水平面转动连接、转动轴线位于车身中垂面内，转向臂上等腰三角形底边两端点由球铰链各自连接一个连杆，两等长连杆另一端分别与左、右侧前轮定位机构中转向节球铰链连接，两连接点关于车身中垂面对称，设置约束条件为：当转向臂上等腰三角形底边垂直于车身中垂面时，左侧连杆与下摆杆在车身横垂面投影平行、并且投影长度相等，右侧连杆与下摆杆在车身横垂面投影平行、并且投影长度相等，形成横向仿形机构；其中：横向仿形机构通过横向波动地面时，地面高度差导致两前轮相对车身运动，实现地面横向仿形，车身保持横向稳定；由平行四边形闭式运动链ABCD、保持两转向节主轴平动，同时连杆与下摆杆在车身横垂面投影平...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亚，魏文军，李海涛，
申请(专利权)人：河南坐骑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：